【专题整理】什么是冻土？什么是冻融？冻土地

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

世界上冻土总面积约为300万平方千米，占地球全部大陆面积的25%（2012年数据）。

全球冻土分布图（红圈：青藏地区冻土）

北半球冻土分布面积较大，俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家。

我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区。

我国冻土分布图

冻土的厚度

多年冻土区的冻土分上下两层。

上层每年夏季融化，冬季冻结，叫活动层。

下层常年处在冻结状态，叫永冻层。

冻土分层示意图

多年冻土的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。【例如，北极的多年冻土厚达1000m以上，年平均地温为-15℃，永冻层的顶面接近地面。向南，到连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，年平均地温为-3~-5℃，永冻层的顶面埋藏加深。大致在北纬48°附近是多年冻土的南界，这里年平均地温接近0℃，冻土厚度仅为1~2m。】

多年冻土从高纬到低纬不仅厚度变薄，而且由连续的冻土带过渡到不连续的冻土带。多年冻土不连续带是由许多分散的冻土块体组成，这些分散的冻土块体称为岛状冻土。

中、低纬度的高山、高原地区，多年冻土的厚度主要受海拔控制。一般来说，海拔愈高，地温愈低，冻土层愈厚，永冻层顶面埋藏深度也较浅。【海拔每升高100~150m，年平均地温约降低1℃，永冻层顶面埋藏深度减小0.2-0.3m】

多年冻土的厚度虽然受纬度和高度的控制，但在同一纬度和同一高度处的冻土厚度还有差别，这和其他自然地理条件有关。

气候的影响

大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，而温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。【在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界（北纬47°）比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界（北纬52°）要更南一些。另外，在纬度和高度相同的条件下，大陆性半干旱气候区的冻土厚度比海洋性气候区的要大。】

岩性的影响

砂土导热率较高，易透水，不利于冻土的形成。

黏土导热率较低，不易透水，有利于冻土的形成。

泥炭的导热率最低，最有利于冻土的发育。

坡向、坡度的影响

坡向和坡度直接影响地表接受太阳辐射的热量。

阳坡日照时间长，受热多于阴坡，因而在同一高度、不同坡向冻土的深度、分布高度和地温状况都不同，冻土的厚度也不同。【根据观测，昆仑山西大滩不同坡向的山坡，在同一高度和同一深度的阴坡地温比阳坡地温要低2~3℃，阴坡冻土的厚度也要大一些，冻土分布下界高度较阳坡低100m。坡向对冻土发育的影响还随坡度减小而减弱，如大兴安岭当坡度为20~30°时，南北坡同一高度处的地温相差2~3℃，随着坡度减小，不同坡向的同一高度地温差减小，冻土厚度的差别也要小一些】

植被、雪盖的影响

冬季，植被和雪盖阻碍土壤热量散失。夏季，植被和雪盖减少地面受热。因此，在有雪盖和植被的地区，地面年温差减小。【例如大兴安岭落叶松、桦树林区和青藏高原的高山草甸地区，能使地表年温差比附近裸露地面降低4~5℃，永冻层顶面深度变浅，永冻层厚度相对增大，活动层厚度相对减小】

冻土的结构

多年冻土区的冻土可分为上下两层，上层是夏融冬冻或是昼融夜冻的活动层（又叫交替层）。下层是多年冻结不融的永冻层。

活动层的厚度随纬度和高度的增大而减小，它的冻融深度与每年冬夏季节的温度有关。

一般来说，活动层冬季冻结时可与下部的永冻层连接起来。【如果冬季气温较暖，活动层冻结时的深度达不到永冻层的顶部，这时在活动层与永冻层之间就出现一层未冻结的融区。如果来年夏季较凉，活动层的融化深度较小，结果便在活动层下部留下隔年冻结层。隔年冻结层较薄，只有10cm左右厚度，它可保存一年至数年。当某一年夏季较暖，活动层融化较深，隔年层即消失】

多年冻土层中活动层的变化

多年冻土层中常出现隔年冻结层和融区的多层结构特征。

多年冻土结构特征